Изследване на мозъка при нарушения в развитието

Различните затруднения в обучението не съответстват на конкретни дялове на мозъка, както се смяташе по-рано, твърдят изследователи от университета в Кеймбридж. Вместо това лошата свързаност между „хъбовете“ в мозъка е много по-силно обвързана с трудностите на децата.

Между 14-30% от децата и подрастващите по света имат трудности в обучението,

които са достатъчно тежки, за да се нуждаят от допълнителна подкрепа. Тези трудности често са свързани с когнитивни и/или поведенчески проблеми. В някои случаи децата, които изпитват затруднения в училище, получават официална диагноза за специфични нарушения на способността за учене. Такива са дислексия, дискалкулия или eзикови нарушения на развитието. Или за нарушение в развитието, като дефицит на вниманието и хиперактивност (ADHD), диспраксия и др.. Или нарушения от аутистичния спектър.

Учените се опитват да идентифицират специфични области на мозъка, които биха могли да доведат до тези затруднения, проучвайки множество мозъчни региони. ADHD (Хиперкинетично разстройство с нарушение на вниманието), например, е свързан с преден цингуларен кортекс, опашато ядро – nucleus caudatus,  стрио-палидарна система, малък мозък, префронтална кора, премоторната кора и повечето части на париеталния лоб.

Едно от възможните обяснения е, че всяка диагноза се различава толкова много между един индивид и друг, тъй като включва различни комбинации от мозъчни региони. Въпреки това, по-смело обяснение е предложено от екип учени от Отдела за когнитивни и мозъчни науки MRC, Университета Кеймбридж: всъщност няма специфични области на мозъка, които да причиняват тези трудности.

За да тестват хипотезата си, изследователите използват машинно обучение, за да картографират мозъчните различия в група от почти 479 деца. 337 от които са били с когнитивни проблеми свързани с обучението, а 142 са сравнителна извадка. Алгоритъмът интерпретира данни, взети от голяма батерия от познавателни, учебни и поведенчески тестове, както и сканирани мозъчни изображения направени с помощта на магнитен резонанс (MRI). Резултатите са публикувани в Current Biology.

Изследователите откриват, че мозъчните разлики не съответстват на никакви диагнози, които са били дадени на децата. С други думи, няма мозъчни региони, които да прогнозират наличието на ASD или ADHD, например. По-изненадващото е, че те откриват, че различните мозъчни дялове дори не предопределят конкретни когнитивни затруднения. Например няма специфичен мозъчен дефицит за езикови проблеми или затруднения с паметта например.

Вместо това екипът установява, че мозъците на децата са организирани около хъбове[1],

както при ефективна трафик система или социална мрежа. Децата, които са имали добре свързани мозъчни хъбове, имат или много специфични когнитивни затруднения, като лоши умения за слушане, или никакви познавателни затруднения. За разлика от тях, децата с лошо свързани хъбове – като гара с малко или лоша връзка – имат широко разпространени и тежки познавателни проблеми.

„Учените спорят от десетилетия, че има специфични мозъчни региони, които прогнозират, че има конкретно разстройство или обучителни затруднения. Но ние показахме, че това не е така“, казва д-р Дънкан Астил, старши автор на изследването. „Всъщност е много по-важно да се разгледа как са свързани тези области на мозъка. По-специално дали са свързани чрез хъбове. Тежестта на обучителните затрудненията беше силно обвързана със свързаността на тези хъбове, според нас, тъй като тези центрове играят ключова роля в споделянето на информация между мозъчните области. “

Д-р Астил казва, че един от изводите от тяхната работа е, че води до заключението, че при интервенциите трябва да се разчитат по-малко на диагностичните етикети и диагнози.

„Получаването на диагноза е важно за семействата. Може да даде професионално признание за трудностите на детето и да отвори вратата за специализирана поддръжка. Но по отношение на специфични интервенции, например от учителите на детето, те могат да доведат до разсейване.“ „По-добре е да разглеждаме техните области на познавателни затруднения и как те могат да бъдат подкрепени. Например, като използваме конкретни интервенции за подобряване на уменията за слушане или езикови умения или чрез интервенции, които биха били полезни за целия клас. Такива са техниките за намаляване на потребността от работна памет по време на учене. “

Резултатите могат да обяснят защо лечението с лекарства не е ефективно при нарушения в развитието.

Метилфенидатът (риталин), например, който се използва за лечение на ADHD, изглежда намалява хиперактивността, но не преодолява когнитивните затруднения или не подобрява образователния прогрес. Лекарствата се насочват към специфични видове нервни клетки, но биха имали малко въздействие върху организация, базирана на хъб, която се е появила в продължение на много години.

Въпреки че за първи път се установява, че хъбовете и техните връзки играят ключова роля в затрудненията в обучението и нарушенията в развитието, тяхното значение при мозъчните разстройства става все по-отчетиво през последните години. Преди това изследователите от Кеймбридж показаха, че те също играят важна роля при нарушения на психичното здраве, които започват да се появяват през юношеството, каквото е шизофренията.

Reference
Siugzdaite, R et al. Transdiagnostic brain mapping in developmental disorders. Current Biology; 27 Feb 2020; DOI: 10.1016/j.cub.2020.01.078

University of CAMBRIDGE Research- Learning difficulties due to poor connectivity, not specific brain regions, study shows

[1] Хъб (наричан още концентратор) е вид мрежово оборудване, което регенерира сигнала, който затихва на голямо разстояние

Прочети още по темата: Развитието на хъбовете на мозъчната мрежа